钨合金内部应力场的数值模拟

对钨合金材料内部应力场进行分析,结合钨合金材料特有的组织结构建立数学模型,采用有限元数值计算的方法,利用MSC.MARC有限元软件,模拟了钨合金内部的应力场分布。分析计算结果表明,钨合金应力场的分布,并非如先前所认为的首先在粘结相中发生应力集中,而首先出现在高强度的钨颗粒中。     

变形强化钨合金性能的各向异性

采用粉末冶金法制备钨合金棒材,通过锻造变形的方法进一步提高钨合金棒材的力学性能,并采用混合率模型计算不同状态钨合金的强度。与实验结果比较发现,应力传递模型可以很好地反应随着变形量增加钨合金强度增加的变化趋势。通过对变形强化钨合金轴向和径向力学性能、断口特征、金相组织的比较以及钨合金在承载过程中的定量力学分析指出,随着钨合金变形量的增加,大面积的基体相韧窝断裂被基体撕裂棱状断裂和钨颗粒的穿晶解理断裂所取代,这也是导致合金强度提高的原因。     

钨合金微观力学性能研究

钨合金微观性能的测定对钨合金的研究和设计有着极其重要的意义。以往对于微观性能的测试大都采用测量同种成分的单相材料的性能来代替实际复合材料的微观性能,而其结果与实际结果则存在着很大的误差。采用纳米压痕试验的方法,在钨颗粒与基体不分离的情况下测量其微观性能,分析试验结果,解释宏观现象。分析结果表明,在钨合金材料中,基体相并不是弱相,其对强度的贡献应重新认识。     

压缩变形对钨渗铜合金微观组织及性能的影响

通过静态压缩试验,研究了80钨渗铜合金在不同变形量条件下的微观组织及力学性能。试验得到了微观组织、力学性能随压缩变形量的变化规律。随着变形量的增加,组织形貌发生显著变化,钨颗粒沿轴向被拉长,铜粘结相也被拉成长条状。随着变形量的增加,80W-Cu的硬度不断增大。对合金进行室温拉伸试验,断口的观察发现80钨渗铜合金在室温下的断裂是钨颗粒的解理断裂,W-Cu界面的分离,铜粘结相的撕裂3种断裂模式共同作用的结果,但钨颗粒解理断裂是其主要的断裂方式。     

两相钨合金材料的剪切变形局域化研究

对纯钨、镍 -钨 -铁粘结相及由这两相组成的层状复合体在简单剪切受力状态下的变形局域化过程进行了分析 ,用来模拟具有一定细观结构的钨合金复合材料变形机制 .计算结果表明 :两相材料在简单剪切作用下变形集中于粘结相中 .     

含钨30－90％的高比重合金

把液相浇结或固相烧结的含钨30－90％W－NI－Fe合金的坯料轧制成片状。当钨含量低于80％时，在液相烧结过程中将发生偏析。这是钨球由于重力作用发生沉积，使坯料上部只剩下基体所造成的。液相烧结的钨合金在退火状态下，其冲击韧性和延伸率都与基体相的体系分数有直接关系。含钨85％和90％的W－NI－Fe合金，液相浇结时其韧性和塑性都经相应的固相浇结高。而所有的合金在退火状态下的极限抗拉强度均基本相同，大约为827．4MPa（120ksi），而且在轧制过程中都会迅速产生加工硬化，因此需要进行多次中间退火。含钨40％的合金经过固溶热处理，由于钨的沉积，硬度会有所提高。在925℃时效处理2小时，硬度从12增加到26HRC。经时效处理过的合金韧性和强度俱佳，而且比较较均匀。极限抗拉强度可达1007MPa（146ksi），延伸率可达32％。同一种合金退火后经过30％变形量的轧制，其极限抗拉强度可达到1132MPa（164ksi），而延伸率为9％。     

钨合金轧制变形强化的组织与性能研究

选用95WNiFe高密度合金,进行了系列轧制试验,对不同轧制变形量的材料进行金相分析,分析材料内部轧制变形机理,同时对不同变形量的材料分别从纵向、横向取样进行力学性能测试,考察轧制变形量对材料力学性能的影响。结果表明:钨合金经过轧制变形后内部钨颗粒呈纤维状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;随着轧制变形量的增大,钨合金抗拉强度明显增高,延伸率降低,当变形量达到89.9%时,抗拉强度达到1 385 MPa,延伸率降到3%。     

钨合金的静液挤压变形强化

本文首先对静液挤压钨合金的微观组织及力学性能进行了测试,然后通过定量金相实验对不同静液挤压变形量钨合金中钨颗粒的连接度进行了测试,得到了不同方向上钨颗粒有效连接度随挤压变形量的变化规律,指出在轴向上钨颗粒被拉长和钨颗粒有效连接度的减小是钨合金通过静液挤压工艺得以强化的主要因素.     

大变形对钨合金材料扫描断口及力学性能的影响

研究了高强度钨合金材料大变形量锻造后的扫描断口,并结合力学性能变化规律分析了大变形对材料组织和性能的影响。结果表明随着变形量增大断口上钨颗粒尺寸减小并呈多边化趋势,断裂方式则呈现钨颗粒解理断裂逐渐增多的特点,这些变化有利于钨合金材料的强化     

钨合金微观组织断裂分析计算

依据等强度设计思想,对高比重钨合金材料中微观组织开裂进行了分析,并根据等强度方程,计算了钨合金材料变形后钨颗粒临界长度ｌｃ 及钨合金材料的断裂强度。     

大变形锻造钨合金冲击韧性和断口组织特征研究

采用锻造大变形工艺制备出各种变形量的93W合金,开展不同锻造变形量对冲击韧性的影响规律研究,并对冲击断口进行SEM微观形貌观察与分析。研究结果表明,锻造大变形工艺使钨合金强度大幅度提高的同时,其冲击功有所降低;随着锻造变形量的增大,钨合金冲击断口的形貌特征由沿晶断裂为主逐渐转变为解理断裂,相应地锻态钨合金的冲击功呈下降趋势。     

穿甲弹用新型钨合金材料的研究

试验采用粉末冶金的方法,用合金钢粉的包覆粉作为主要粘结相,设计制备了新型穿甲弹战斗部用钨合金材料。对该合金进行了微观组织分析和力学性能检测。结果表明:室温抗拉强度为790 MPa,延伸率为9.0%,满足了作为穿甲弹战斗部材料基本的力学性能要求;在应变为0.32、应变率为3 600 s-1的条件下,合金在最大剪应力方向上出现了剪切带的特征。     

钨合金材料锻造变形强化的组织与性能及其再结晶行为

对不同锻造变形量的钨合金材料组织、性能及其再结晶行为进行了研究。结果表明,变形量的增加导致了钨合金组织的“纤维化”和强度的提高,变形钨合金在低于液相烧结温度以下热处理时,其再结晶过程缓慢,再结晶晶粒所占比例较小且比较细小。在液相烧结温度以上热处理将会迅速完成其再结晶—球化—晶粒长大的过程,此过程将导致变形强化效果丧失,力学性能下降。     

钨合金性能对爆炸加载下断裂模式的影响

研究钨合金动态抗拉和抗剪强度对爆炸加载下破片宏观断裂模式的影响。结果表明：运用断裂力学应力状态理论,分析应力状态与材料性能综合作用对钨合金爆炸加载形成的破片宏观断裂模式影响,分析结果与实验结果相符;用动态拉剪强度比以表征钨合金材料的脆性,在实验条件下,随着材料”值的减小,材料的脆性增加,破片正断比例线性递增。     

注射成形钨合金材料的制备与性能研究

用注射成形的方法制备钨合金材料(95W),对其抗拉强度、延伸率、冲击韧性、硬度和密度进行测试,采用扫描电镜观察材料的显微结构和断口形貌,用电子探针对材料的元素组成进行电子能谱分析,并与压制烧结方法制备的钨合金材料性能进行比较。结果表明,脱脂不完全造成的残碳使MIM钨合金材料的拉伸强度和冲击韧性略低于压制烧结法制备的材料,脱脂时微粒的相对移动导致MIM材料的密度略高于压制烧结工艺制得的材料。     

Mo-CCN-ZrO2复合材料显微组织及性能研究

以难熔金属钼为基体,添加相应比例的3Y-ZrO₂(Y₂O₃稳定ZrO₂)粉体和球形CrCoNi(CCN)中熵合金粉体、C粉,通过固固混合、粉末冶金法制备典型的耐烧蚀钼基复合材料Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂。系统研究Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂钼基复合材料显微组织、不同加工变形条件下力学性能及抗氧化能力。结果表明:随变形量增大,晶粒得到细化,第二相粒子分布均匀,材料抗拉强度、伸长率、抗弯强度、断裂韧性等力学性能显著提高;在变形量达65%时,抗拉强度达812 MPa,屈服强度为696 MPa,伸长率为26.2%,抗弯强度为1707 MPa,断裂韧性为32.3 MPa·m1/2;材料断裂类型表现为典型韧性断裂特征,材料的抗氧化能力显著改善。     

W-Ni-Cu合金的气孔率对动态力学性能的影响

研究了高钨含量（＞９８ｗｔ％）的Ｗ－Ｎｉ－Ｃｕ合金经高温烧结后钨含量和冷却速度对微观组织中孔隙率和孔径的影响及微观组织对动态力学性能（ε·＝１０３～１０４ｓ－１）的影响。随着钨含量的增多，孔隙率增大，孔径减小，其动态拉伸强度降低，动态压缩强度变化不大。成份相同时，烧结后的冷却速度越慢，孔隙率略小，孔径增大，动态拉伸强度大大下降，动态压缩强度也有所下降。